WO2010119872A1 - Ledユニット - Google Patents
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Definitions
- the LED module and the illumination device described above do not disclose an LED module that has a submount member on which the LED chip is mounted on the bottom surface and can be directly mounted on the heat sink.
- a bonding wire is required to electrically connect a circuit provided on the substrate.
- the electrical insulator is a pair of electrical insulators separated from each other on the first surface of the heat sink.
- the LED module is disposed between the pair of electrical insulators, and a pattern circuit is formed on the first surface of each electrical insulator.
- the LED module is preferably joined to the first surface of the heat sink by brazing or a heat conductive adhesive.
- the LED module and the heat radiating plate can be joined while ensuring high thermal conductivity without providing a screw hole in the LED module.
- the LED module can be reduced in size, and the LED module can be mounted at a high density.
- each negative terminal 27a is electrically connected to the cathode of the LED chip 10 via a lower surface side conductor pattern 26a, a via hole 28, a second land 24b, a conductor pattern (not shown), and a bonding wire (not shown). It is connected to the.
- the LED chip 10 is mounted in an area indicated by a dotted-line rectangle on the upper surface (back side of the paper) of the bottom of the housing 22 shown in FIGS. 2B and 2D. That is, the above-described submount member 22a is formed at least in a region indicated by a dotted square in FIG. 2B (FIG. 2D) in the bottom of the housing 22.
- the lower surface side conductor pattern 26a is mainly provided inside the bottom wall of the housing 22 (that is, the case shown in FIGS. 2A and 2B) will be described.
- the basic configuration of the LED unit 100 of the present embodiment shown in FIG. 9 is substantially the same as that of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
- the present embodiment is different from the first embodiment with respect to the shape of each terminal 27 and the electrical insulator 30.
- the heat sink 40 is formed of a rectangular parallelepiped copper plate, and functions as a support base having a first surface (upper surface) 40a on which the LED modules 1 are mounted in two rows in the longitudinal direction.
- the heat radiating plate 40 includes a plurality of (two in the illustrated example) flow paths 46 and 47 of the coolant for cooling the LED chip.
- the flow paths 46 and 47 are formed in a cylindrical shape, and their length directions are the same direction (longitudinal direction of the heat dissipation member 2).
- the flow paths 46 and 47 are formed in the heat radiating plate 40 so as to be parallel to each other at a predetermined interval in a direction orthogonal to the length direction (short direction of the heat radiating member 2).
- the lower surface of the mounting table 44 and the upper surface of the base 45 have a small surface roughness, and the lower surface of the mounting table 44 is attached by screwing or the like so as to be in close contact with the upper surface of the base 45.
- the thermal resistance between the base 44 and the base 45 is reduced.
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Abstract
Description
実施形態1のLEDユニット100は、図1に示すように、複数(本実施形態では10個)の略直方体状のLEDモジュール1と、略直方体状の電気絶縁体30と、略直方体型の放熱板40を含む。電気絶縁体30の第一面(本実施形態では上面)には、複数のLEDモジュール1を互いに電気的に接続するように形成された配線ライン(パターン回路)50が設けられている。この配線ライン50は、負側配線ライン50aと正側配線ライン50bを有している。以下、図1に示された方向を用いて説明する。放熱板40の厚み方向を上下方向として説明する。各LEDモジュール1は放熱板の40の上面(第一面)40aに搭載されているとする。放熱板40の長手方向(あるいは、複数LEDモジュール1の配列方向)を前後方向とする。左右方向は、上下方向、前後方向のいずれに対しても垂直であるとする。なお、各LEDモジュール1が搭載される放熱板の40の上側が、LEDユニット100の使用時における正面側となる。
1個の場合について説明した。この負端子27aは1個に限らず、複数個備えられていてもよい。例えば、2個の負端子27aが備えられる場合は、2個の負端子27aが各LEDモジュール1の第一面1aと第二面1b(LEDモジュール1の(ハウジング22の)右側面と左側面)で露出するように設けられる。この場合は、下面側導体パターン26aは、ビアホール28の下端からLEDモジュール1の左右両側面1a,1bに向かって延出するように形成される。そして、負端子27aが各LEDモジュール1の左右両側面1a,1bから外部に露出するように形成される。後述するように、各LEDモジュール1に負端子27aと正端子27bをそれぞれ複数個設けることで、複数のLEDモジュール1を様々な方法で電気接続することができる。
図5に示す本実施形態のLEDユニット100の基本構成は、実施形態1とほぼ同じであって、同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、放熱板40に設けられる溝41の本数、電気絶縁体30の本数、半田による接合箇所などが実施形態1と異なっている。
図7に示す本実施形態のLEDユニット100の基本構成は、実施形態1とほぼ同じであって、同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態における各LEDモジュール1の構成は、実施形態1と略同じである。本実施形態は、LEDモジュール1が直列に接続されている点などに関して実施形態1と異なっている。図8Aの回路図は、本実施形態のLEDユニット100における、LEDチップ10と端子27a,27bとの接続関係を示している。
図9に示す本実施形態のLEDユニット100の基本構成は、実施形態1とほぼ同じであって、同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態は、各端子27と電気絶縁体30の形状などに関して実施形態1と異なっている。
図10に示す本実施形態のLEDユニット100の基本構成は、実施形態4とほぼ同じであって、同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態は、各LEDモジュール1と電気絶縁体30の形状などに関して実施形態4と異なっている。
本実施形態のLEDユニット100は、図11に示すように、複数のLEDモジュール1を、放熱板40の上面(第一面)40aに実装して構成される。
本実施形態のLEDユニットは図15に示すように、放熱板40を、搭載台44と基台45との2ブロックに分割可能に構成している。そして、搭載台44は、複数のLEDモジュール1を接合する実装面20を上面に有し、その下面が基台45の上面に対向して、基台45に着脱自在に形成されている。搭載台44は、実施形態6と同様にLEDチップ冷却用の冷媒の複数(図示例では2つ)の流路46,47を内部に備えている。そして、搭載台44の下面および基台45の上面は面粗度が小さく、さらに搭載台44の下面が、基台45の上面に対して密着するようにねじ留め等で取り付けられており、搭載台44と基台45との間の熱抵抗を低減させている。
Claims (21)
- 複数のLEDモジュールと放熱板を含むLEDユニットであって、
各LEDモジュールは、LEDチップと、上記LEDチップを内部に収める電気絶縁性のパッケージを含み、
上記の各パッケージは、上記LEDチップと上記放熱板との間に位置する部分に、熱伝導性を有するサブマウント部材が一体に形成されて、
各LEDモジュールは、上記放熱板の第一面に並べて配置されたことを特徴とするLEDユニット。 - 上記の各LEDモジュールの外面に、それぞれ上記LEDチップのアノードとカソードにそれぞれ電気的に結合された正端子と負端子が露出し、
上記放熱板は、その上記第一面において、上記LEDモジュールに隣接するように電気絶縁体が備えられ、
この電気絶縁体の第一面にパターン回路が形成され、このパターン回路は複数の上記LEDモジュールを互いに電気的に接続するように形成され、上記の各LEDモジュールの端子へ半田接合されるための複数のパッドが形成されたことを特徴とする請求項1に記載のLEDユニット。 - 上記正端子と上記負端子は、上記LEDモジュールの第一面に形成されたことを特徴とする請求項2に記載のLEDユニット。
- 上記正端子と上記負端子は、上記LEDモジュールの上記第一面と第二面に形成されたことを特徴とする請求項2に記載のLEDユニット。
- 上記正端子と上記負端子のうち少なくともいずれか一方は上記LEDモジュールに複数個備えられることを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記パターン回路は、上記複数のLEDモジュールを並列に接続するように形成されたことを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記パターン回路は、上記複数のLEDモジュールを直列に接続するように形成されたことを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記電気絶縁体は、上記放熱板の上記第一面で互いに離間する一対の電気絶縁体であり、一対の電気絶縁体の間に上記LEDモジュールが配置され、電気絶縁体それぞれの上記第一面に上記のパターン回路が形成されることを特徴とする請求項2から7のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記パターン回路は、上記電気絶縁体の上記第一面の長辺方向に沿って延びる複数の配線ラインを有し、上記複数のLEDモジュールは上記正端子と負端子を介して上記配線ラインに電気的に接続されることを特徴とする請求項2から6のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記複数の配線ラインは、各LEDモジュールの上記正端子が接続される正側配線ラインと、各LEDモジュールの上記負端子が接続される負側配線ラインであることを特徴とする請求項9に記載のLEDユニット。
- 上記正側配線ラインと上記負側配線ラインは、単一の上記電気絶縁体に形成されることを特徴とする請求項10に記載のLEDユニット。
- 上記パターン回路の一部は、上記電気絶縁体に埋設されたことを特徴とする請求項2から11のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記電気絶縁体は、上記放熱板の上記第一面で互いに離間する一対の電気絶縁体であり、一対の電気絶縁体の間に上記LEDモジュールが配置され、上記正側配線ラインと上記負側配線ラインが、それぞれ上記一対の電気絶縁体に形成されたことを特徴とする請求項10から12のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記LEDモジュールの上記正端子と負端子が上記パッドと同一レベルに位置するように形成されたことを特徴とする請求項2から13のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記電気絶縁体には、上記LEDモジュールに対向する第二面から延出する延出部が設けられて、この延出部に上記LEDモジュールの第三面の端部が重複したことを特徴とする請求項2から14のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記電気絶縁体には、上記LEDモジュール側に突出する突起が上記第二面に形成され、
上記LEDモジュールには上記突起に嵌合する凹所が形成されたことを特徴とする請求項2から15のいずれか一項に記載のLEDユニット。 - 上記の各パッドが上記突起に形成されて、上記端子が上記凹所内の壁面に露出したことを特徴とする請求項2から16のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記の各LEDモジュールはLEDチップからの光を透過する第四面を有し、上記複数のLEDモジュールはこの第四面の短辺方向に沿う形で並べて配置されることを特徴とする請求項1から17のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 各LEDモジュールは、ろう付け又は熱伝導性接着剤によって、上記放熱板の上記第一面に接合されることを特徴とする請求項1から18のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記放熱板は、上記複数のLEDモジュールを搭載する搭載台と、この搭載台に着脱自在の基台で構成されることを特徴とする請求項1から19のいずれか一項に記載のLEDユニット。
- 上記放熱板の上記第一面には、パターン回路が形成された電気絶縁板が搭載されて、このパターン回路と上記LEDモジュールとがワイヤによって接続されることを特徴とする請求項1に記載のLEDユニット。
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